Bão mặt trời là gì? Nguồn gốc của bão Mặt trời
Chuyên gia thiên văn học Đặng Vũ Tuấn Sơn, Chủ tịch Hội Thiên văn và Vũ trụ học Việt Nam cho biết, bão Mặt trời trên thực tế là sự bùng nổ bất thường của các hạt mang điện phóng ra từ Mặt trời, một hiện tượng được gọi chính xác là sự phun trào nhật hoa (CME). Những dòng hạt mang điện từ Mặt trời thường ngày vẫn liên tục phóng vào không gian và va chạm với Trái Đất. Dòng hạt mang điện đó được gọi là gió Mặt trời.
Hay nói cách khác, bão Mặt trời (sự phun trào nhật hoa) trên thực tế là sự tăng cường độ đột ngột của gió Mặt Trời do hoạt động bất thường ở một khu vực nào đó trên Mặt Trời với sự xuất hiện của những quầng lửa hoặc các vết đen.
Hình ảnh về những luồng sáng năng lượng do Mặt Trời phát tán ra không gian. (Nguồn: NASA)
Bùng nổ năng lượng Mặt Trời đẩy các sóng ánh sáng ở tất cả các dải quang phổ vào Vũ trụ. Nó bao gồm cả các bức xạ, trong đó bức xạ tia X và tia gamma có khả năng gây nguy hiểm cho con người và các thiết bị điện tử ngoài không gian, như trên các vệ tinh hay các trạm vũ trụ. Khi các bức xạ mang năng lượng cao này chiếu đến một vệ tinh, nó có thể tách các electron ra khỏi kim loại, ion hóa chúng. Khi các electron này thoát ra, nó có thể tạo ra một từ trường mới và gây tổn hại đến các hệ thống trên vệ tinh.
Nếu hướng của từ trường trong tầng điện ly hướng về phía Bắc, giống như hướng của từ trường Trái Đất, bão địa từ sẽ lướt qua hành tinh của chúng ta. Ngược lại, nếu từ trường hướng về phía Nam, ngược với hướng từ trường bảo vệ của Trái Đất, các cơn bão địa từ mạnh sẽ ảnh hưởng trực tiếp tới Trái Đất. Mặc dù khí quyển Trái đất chặn được các dòng hạt năng lượng cao đến từ Mặt Trời này (gồm electron và proton), song các hạt đó làm xáo trộn từ trường của hành tinh, gây ra rối loạn trong liên lạc vô tuyến hay thậm chí gây mất điện diện rộng.
Ảnh hưởng của bão Mặt trời
Khi gió Mặt Trời va chạm với từ trường của Trái Đất, nó có thể gây ra một số hiện tượng bất thường, bao gồm:
1. Hiện tượng cực quang
Cực quang là hiện tượng ánh sáng rực rỡ xuất hiện ở các vùng cực của Trái Đất. Cực quang xảy ra khi các hạt mang điện từ gió Mặt Trời tương tác với khí quyển Trái Đất.
Do thành phần khí quyển hành tinh chứa nhiều khí khác nhau, khi bị kích thích mỗi loại khí phát ra ánh sáng có bước sóng khác nhau, tức là nhiều màu sắc khác nhau do đó tạo ra nhiều dải sáng với nhiều màu sắc trên bầu trời ở hai cực. Màu cụ thể nào đó của cực quang phụ thuộc vào loại khí cụ thể của khí quyển và trạng thái tích điện của chúng cũng như năng lượng của các hạt đâm vào khí của khí quyển. Ôxy nguyên tử chịu trách nhiệm cho hai màu chính là lục (bước sóng 557,7 nm) và đỏ (630,0 nm) ở các cao độ cao. Nitơ sinh ra màu lam (427,8 nm) (các ion) cũng như màu đỏ biến đổi nhanh từ ranh giới thấp của các cung cực quang đang hoạt động
2. Mất điện
Các biến động từ trường trên Trái Đất có thể làm là bàn không hoạt động, tệ hơn nữa nó có thể gây quá tải toàn bộ hệ thống điện.
3. Gián đoạn tín hiệu vô tuyến
Sự biến động của từ trường có thể gây ảnh hướng đến sóng radio, tín hiệu từ đài phát thanh, thông tin liên lạc và hệ thống vệ tinh sụp đổ. Chúng ta sẽ hoàn toàn bị cô lập, không có một thông tin cảnh báo nào, không có một sự hướng dẫn nào và không có một sự liên kết nào.
Khoảng cách giữa các cơn bão Mặt trời
Bão Mặt Trời xảy ra thường xuyên, trung bình khoảng 10 lần mỗi năm. Tuy nhiên, những cơn bão Mặt Trời mạnh xảy ra ít thường xuyên hơn, trung bình khoảng 1 lần mỗi thập kỷ.
Hoạt động của Mặt Trời cùng tác động của nó là không thể ngăn cản được. Tuy nhiên nếu dự báo sớm, các cơ quan chức năng có thể sớm có kế hoạch bảo trì và sẵn sàng sửa chữa những hư hại về kỹ thuật mà hiện tượng này gây ra. Mỗi đợt bão Mặt Trời diễn ra ngắn, vài giờ đến vài ngày.
Một số cơ bão Mặt trời lớn đã xảy ra trong lịch sử
- Các nhà khoa học đã nghiên cứu và chỉ ra rằng, cách đây 14.300 năm, một cơn bão Mặt trời lớn đã tấn công Trái Đất. Các nhà khoa học tìm thấy dấu vết của cơn bão Mặt Trời này trong vòng thân của những cây cổ thụ ở dãy Alps thuộc Pháp và lõi băng ở Greenland.
+ Bằng chứng về bão Mặt trời trong vòng thân cây cổ thụ ở dãy Alps: lượng carbon phóng xạ được tạo ra có thể lớn gấp từ 5 đến 10 lần lượng carbon phóng xạ bình thường trong cả năm.
Vòng thân của một cây gỗ bị hóa thạch được phát hiện tại sông Drouzet trên dãy Alps. (Nguồn: Cécile Miramont)
+ Bằng chứng về bão Mặt trời trong lõi băng ở Greenland: Giống như các hạt Mặt Trời và tia vũ trụ có thể tạo ra carbon-14, chúng cũng có thể tạo ra đồng vị berili-10, chất sẽ lắng đọng trong các lõi băng.
Một mẫu băng được các nhà khoa học lấy từ lõi băng cổ xưa ở Bắc Cực. (Nguồn: Ice Memory)
- Năm 1859, sự kiện Carrington được chứng kiến bởi những người khai thác vàng ở dãy nũi Rocky, Mỹ. Bầu trời đêm sáng rực đến mức người ta tưởng là ban ngày.
- Vào tháng 3/1989, 6 triệu người đã phải sống trong bóng tối suốt 9 tiếng do hệ thống điện ở Canada bị lỗi do Bão Mặt Trời tàn phá.
- Sự kiện Bastille Day được đặt theo tên ngày Quốc khánh của Pháp (ngày phá ngục Bastille) vào ngày 14/7/2000. Một trận bão Mặt Trời cấp X5 đã làm đoản mạch một số vệ tinh và gián đoạn tạm thời sóng vô tuyến.
- Vào ngày 28/10/2003, Mặt Trời giải phóng một trận bão khủng khiếp. Cơn bão này mạnh đến nỗi nó làm rối loạn cả những thiết bị cảm biến (sensor) của các tàu quan sát. Cơn bão này đạt đến cấp X45.